宇宙究極の謎− 暗黒物質、暗黒エネルギー、暗黒時代 −

中畑雅行先生の講演に関する質問


Q1:
暗黒物質(この場合WIMP)が相互作用に乏しいとはいえ、重量の影響をうけるとすると、恒星ができるように局所的大質量塊を形成することはないのでしょうか?密度上限や何らかの斥力がないならば、ブラックホール化を含め、通常物質よりも用意ということはないのでしょうか。また、WIMPはブラックホールに落下し、単なる質量情報化するのでしょうか?

A1:
非常に良い質問です。暗黒物質はまさに重力の影響を受けます。自分の重さによって局所的大質量塊を作ります。その質量によって通常の物質も集まってきて、銀河が形成されたりするのです。宇宙の大規模構造が作られた理由は、まさにそれだと考えられています。私は理論の詳しいことはよくわかりませんが、ブラックホールができるためには重力だけでなく、それよりもずっと強く働く力(強い相互作用、電磁相互作用)が必要だと思います。したがって、たぶん暗黒物質だけではブラックホールを作ることはできないのではないかと思います。暗黒物質の重力場に通常の物質が集まってきて、大質量星や銀河の中心核が形成され、それがやがてブラックホールになるのだと思います。

Q2:
ニュートリノは、なぜ暗黒物質がもつべき特徴を持たないのですか。

A2:
ニュートリノは質量を持つのですが、あまりにも軽すぎて宇宙全体の23%を占める暗黒物質を説明することができません。また、ニュートリノは宇宙の始めの頃は光速度に近い速さで飛びまわっていたので、宇宙の「大規模構造」のような構造を作りにくいと考えられています。

Q3:
太陽系、銀河系、すべては同じ方向に回転しているのでしょうか。

A3:
私は天文学にあまり詳しくないので良くわかりませんが、近傍の銀河同士の力の働き具合によって回転方向が決まることもあり、必ずしも同じ方向とは限らないと思います。